Proyecto eTorso

Presentación

Modelado Anatómico y Funcional del Torso Humano para Simulación por Computador del Mapas de potencial de superficie. Aplicación a arritmias cardiacas.

Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de tecnologías aplicadas al estudio de arritmias cardiacas, y en particular, de modelos computacionales del torso humano tanto anatómicos como funcionales, que permitan la simulación de mapas de potencial de superficie del cuerpo (Body surface potential maps, BSPM) y electrocardiogramas (ECG) por computador. La aproximación se basará en i) la reconstrucción anatómica 3D del torso de un paciente incluyendo los órganos principales a partir de imágenes de tomografía axial computarizada (TAC); ii) modelado biofísico basado en ecuaciones diferenciales que describan matemáticamente el comportamiento eléctrico del corazón desde la escala celular a la escala del cuerpo; y iii) Simulación de la electrofisiología cardiaca y calculo del BSPM y el ECG en un modelo anatómico multi-escala mediante computación paralela y resolución de elementos finitos.

Modelado basado en el Virtual Physiolocical Human (VPH)

layers

Una nueva y prometedora tecnología basada en la integración de información procedente de distintas escalas biológicas en modelos matemáticos computacionales (Virtual Physiological Human y Physiome) ha abierto nuevas posibilidades para el estudio de enfermedades cardiacas (ver Fig. 1). La importancia del VPH ha derivado en la creación de líneas de financiación específica dentro del área de las TIC en el VII Programa Marco de la Unión Europea (ICT-2011.5.2), y la definición de roadmaps específicos. El principal objetivo del estas técnicas es el desarrollo de modelos tridimensionales realistas de diferentes órganos, como el corazón, que incluyan, con un elevado grado de detalle, características genéticas de las corrientes iónicas, sus mutaciones, las características electrofisiológicas de los diferentes tipos de células cardiacas, la estructura anatómica de los tejidos cardiacos, y en general del cuerpo humano.

Objetivos

El objetivo general del proyecto es la construcción de modelos computacionales biofísicos del corazón y el torso humano que permitan la simulación de la electrofisiología cardiaca de modo realista. Esto tiene un gran interés clínico, ya que permitirá ayudar a una mejor compresión de los procesos fisio-patológicos relacionados con arritmias, así como ayudar en la toma de decisiones y optimización de tratamientos, mejorando la respuesta del paciente y reduciendo los costes asociados.

  1. O1. Desarrollar un modelo geométrico tridimensional del torso humano a partir de imágenes clínicas.
  2. O2. Modelar y simular la electrofisiología cardiaca mediante modelos multi-escala adaptados a la geometría del torso.
  3. O3. Adaptar los modelos para simular diferentes eventos de fibrilación auricular y ventricular.
  4. O4. Analizar y visualizar de forma efectiva la relación entre el comportamiento eléctrico del órgano y los potenciales eléctricos obtenidos en el torso.

Financiación

Este proyecto ha sido financiado por la Generalitat Valencia en la "Convocatoria de ayudas para la realización de proyectos de I+D para grupos de investigación emergentes" (GV/2013/094) de 2013.

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